Arcos magmaticos INGENIERIA GEOLOGICA UNA PUNO
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Arcos Magmáticos
• Regiones caracterizadas por su forma arqueada y por su sismicidad y volcanismo intensivos.
• Existen dos tipos de arcos magmáticos:
lContinentaMargen de Arcos
arcoen Islas Magmáticos Arcos
Arcos Magmáticos• Las ISLAS EN ARCO son frontera de placas
cubiertas ambas por corteza oceánica y ejemplos de ellas son las Aleutianas, Marianas, Tonga-Kermadec y Sandwich Sur.
• Los ARCOS DE MARGEN CONTINENTAL son la frontera entre una placa oceánica (en subducción) y una placa continental (cabalgando sobre la oceánica). Ejemplos de estos son la margen occidental de México y de SudAmérica, Indonesia, Kamchatka y Japón.
Características de las Islas en Arco según Sugimura y Uyeda, 1973.
1. Alineación arqueada de islas2. Actividad volcánica prominente 3. Trinchera en el lado oceánico y mar somero al
otro lado 4. Anomalía gravimétrica distintiva5. Tectonismo activo6. Coincidencia con cinturones orogénicos
recientes7. Alto flujo de calor en el lado hacia el continente
MODELO DE GRAVEDAD DE LAS ALEUTIANAS CENTRALES
Sur Norte
4-5cm/año
litósfera 3.40
3ra capa 2.9
agua 1.03 sed trinchera 2.0
CALCULADA
astenósfera 3.353.40
3.403.40
-200
agua 1.03
OBSERVADAOBSERVADA
VOLCANESSedimentos
del mar de Bering
3.3
2.8
2.5
-100
100
200
Anomalía de Aire Libre (mgal)
3.35
(Tomado de: J.A. Grow, Geol Soc Am Bull, Vol. 84 p2181. 1973)
KILOMETROS
0 100 300200-100-200
50
100100
100
100
0
KM
SEDIMENTOS DEFORMADOS
Sed de terrazas2.2 2.4
GravimetríaLa gravedad en La Tierra es un caso especial de
la Ley de Gravitación Universal (Newton)
rm2
m1
FGm m
r 1 2
2
F = fuerza entre dos masas m1 y m2 separadas por una distancia r.
G = constante de gravitación universal = 6.67x10-11 Nm2/Kg2
GravimetríaLa gravedad (g) tiene un valor de 9.80665 m/s2, pero tiene
variaciones debidas a la forma y estructura del planeta
F mg
FGmM
r 2
La fuerza de atracción de un cuerpo de masa m hacia La Tierra es simplemente masa × aceleración
Y si la masa de La Tierra es M, entonces
Gravimetría
2r
GmMmg
gGM
R 2
Combinando estas dos ecuaciones,
2r
GMg
y r = R o el radio de La Tierra,
R
Gravedad y Densidad
• Tomar R como la distancia entre dos cuerpos supone un planeta esférico
• No es en realidad el caso• Si El planeta fuese esférico se simplificaría
el problema• Busquemos una relación que nos permita
calcular la DENSIDAD MEDIA del planeta…..
Gravedad y Densidad
RG
g
RG
Rgmedia
4
3
4
33
2
Densidad ρ = masa / volumen
33 4
3
34 R
M
R
M
volumen
masa
Y como,
gGM
R 2
Entonces,
Densidad media de La Tierra
¡Solo necesitamos medir g, R y G para conocer la densidad media del planeta!
RG
gmedia
4
3
TAREA: Calcule la densidad media del planeta y compare sus resultados con el rango de densidades de la rocas de la corteza
¿a qué se debe la discrepancia?
FORMULA INTERNACIONAL DE LA GRAVEDAD
A una latitud p, la gravedad puede ser obtenida por la FORMULA INTERNACIONAL DE LA GRAVEDAD*:
g = 978.0495 [1 + 0.0052892 sen2(p) - 0.0000073 sen2(2p)]
(g= cm/s2 )
En los polos g = 983.2226 cm/s2
En el ecuador g = 978.0495 cm/s2
*de acuerdo a la Unión Internacional de Geodesia y Geofísica, 2005.
Anomalía Gravimétrica
• Diferencia entre la gravedad medida y la esperada en una cierta localidad basada en un modelo del campo gravitatorio del planeta.
• Se mide generalmente en Gales o mgales (por Galileo)– Gal = 0.0010197g, – milligal (o mGal) = 10-6 g (o 10–5 m s-2).– La gravedad media de La Tierra es 981 000 mGal
Anomalía de Aire Libre
• Para comparar los valores de diferentes area se requiere estandarizar al nivel del mar
• La primera corrección es por diferencia de altura y la anomalía resultante se conoce como Anomalía de Aire Libre.
• 0.3087 mgal/m
Anomalía de Bouguer
• Despues se corrige por material y se obtiene la Anomalía de Bouguer que representa el efecto de rocas con densidad diferente.
• Esta corrección se obtiene al compara la gravedad medida con la obtenida con la Formula Internacional de la Gravedad, despues de corregir por altura y material
MODELO DE GRAVEDAD DE LAS ALEUTIANAS CENTRALES
Sur Norte
4-5cm/año
litósfera 3.40
3ra capa 2.9
agua 1.03 sed trinchera 2.0
CALCULADA
astenósfera 3.353.40
3.403.40
-200
agua 1.03
OBSERVADAOBSERVADA
VOLCANESSedimentos
del mar de Bering
3.3
2.8
2.5
-100
100
200
Anomalía de Aire Libre (mgal)
3.35
(Tomado de: J.A. Grow, Geol Soc Am Bull, Vol. 84 p2181. 1973)
KILOMETROS
0 100 300200-100-200
50
100100
100
100
0
KM
SEDIMENTOS DEFORMADOS
Sed de terrazas2.2 2.4
Latitud(grados)
Polo
Columbus
Paris
Berlin
Helsinki
Los Angeles
Melbourne
México DF
Factor de corrección
Martillo6045cm
Javalina8,041cm
Salto813cm
Bala1854cmCorrección a
los records olímpicos debido a la
variación de g en las cedes
Corrección de Eotvos (45° latitud)
Curso Norte
Curso 270°
Curso 180°
Curso 90°
Curso 45°
Curso 315°
Vel (nudos) 100 400 640 10001 10 16
Topografía Oceánica
• Poca cobertura en los océanos• Velocidad común de crucero 12 nudos• Abultamientos y depresiones en la
superficie del mar– ¿de qué tamaño son?– ¿como se pueden medir en presencia de olas y
mareas?– ¿qué se ha descubierto con ellos?
Topografía Oceánica• Geosat (1985) Marina de los Estados
Unidos• Altímetro con presición vertical = 0.03m• Se fija la posición del satelite con doppler y
lasers• Se mide la altura con radar y pulsos con
repetición de alta frecuencia (1000 pulsos /seg)
• Esto elimina el oleaje y marea
Mapa Global de la Gravedad en La Tierra por Satelite
órbita del satelite
medición del altímetro
superficie del mar
geoide
esferoide de referencia
¡Las variaciones verticales de la superficie pueden ser
hasta de 200m!
Topografía Oceánica• Una montaña submarina atrae agua hacia
ella• Un volcán de 2000m de altura y radio de
20km produce un abultamiento de 2m de la superficie del mar
• ¡Ojo, las diferencias de altura registran cambios en la topografía pero tambien en la composición!
• Calibración con datos de crucero